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문제 정의
- 기본 형상인 OM1(Fig. 1)에서 유입 배관 직경을 변화시킨 OM2(Fig. 2)를 기준으로 수평 분배판 삽입(OM3), 유입 배관 접합부 변형(OM4)에 따른 영향을 확인하고자 하였다. OM4는 Fig.
- 0이 공개되었으며, ‘field’에 대하여 정의될 수 있는 다양한 응용 분야(유체, 구조, 전자기, 금융 등)에서 적용 가능하도록 개발된 C++ toolbox를 소스 코드와 함께 제공하고 있다. 본 연구에서는 OpenFOAM 라이브러리의 표준 solver를 이용하여 한국형발사체 (KSLV-II) 3단 엔진 연소기의 산화제 매니폴드 설계안을 평가하기 위한 유동 해석을 수행하였으며, 분사 면에서의 유동 균일성 및 매니폴드 내의 압력 손실에 근거하여 각 설계안을 평가하였다.
- 본 연구의 해석 대상은 7톤급 액체 엔진 연소기의 헤드부에서 산화제로 채워지는 부분과 유입배관으로 구성되는 산화제 매니폴드로, 산화제주 밸브와 헤드부를 연결하는 유로인 유입 배관으로부터 공급받은 산화제를 90개의 분사기에 균일하게 분배할 수 있는 설계안을 선별하기 위한 해석을 수행하였다. 해석 영역은 Fig.
가설 설정
- 본 연구에서는 분사기 내부 형상을 직접 다루지 않고 분사기에 의한 차압을 모사하기 위하여 분사기 내부를 가상의 다공성 매질 영역으로 가정하였다(3,4). 다공성 매질 모델은 와류형 분사기에서 접선 hole과 유입되는 유동이 이루는 각도에 따라 분사기 hole 별 유동 저항이 달라지는 현상 등 분사기 내부와 매니폴드 유동 간 상호작용을 세부적으로 정확하게 모사할 수 없다는 한계는 갖고 있으나, 개념 설계 단계에서 제시되는 다양한 설계안에 대한 선별 목적으로는 충분히 유용한 방법인 것으로 판단된다.
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